PAGE學(xué)案6氣體狀態(tài)參量[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道描述氣體的三個狀態(tài)參量：體積、溫度和壓強(qiáng).2.理解熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的區(qū)別與聯(lián)系.3.能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體的壓強(qiáng)．1．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動反映了分子永不停息地做無規(guī)則的熱運動．2．溫度是表示物體冷熱程度的物理量，是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志．3．物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)．一、氣體的體積氣體分子所能達(dá)到的空間，也就是氣體充滿的容器的容積．二、溫度和溫標(biāo)1．溫度：物體內(nèi)部分子熱運動平均動能的標(biāo)志．2．溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示法，一般有攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)兩種，國際單位制中用熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度．3．熱力學(xué)溫度：用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，單位：開爾文，符號：K.4．熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的大小關(guān)系T＝t＋273.15K，近似表示為T＝t＋273_K.三、壓強(qiáng)1．定義：氣體作用在器壁單位面積上的壓力．2．決定壓強(qiáng)的因素(1)宏觀上跟氣體的溫度和體積有關(guān)．(2)微觀上跟氣體分子的平均動能和分子的密集程度有關(guān).一、兩種溫標(biāo)的關(guān)系名稱比較項目攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度－273.15°C溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號°CK關(guān)系①T＝t＋273.15K，粗略表示：T＝t＋273K②ΔT＝Δt說明：熱力學(xué)溫度的零度叫絕對零度，即－273.15°C，它是低溫的極限，可以無限接近但不能達(dá)到．二、壓強(qiáng)的微觀意義[問題設(shè)計]氣體壓強(qiáng)是否與固體和液體的壓強(qiáng)一樣，也是由氣體的重力產(chǎn)生的呢？答案不是．[要點提煉]1．氣體壓強(qiáng)的微觀決定因素是氣體分子的平均動能和分子的密集程度．(1)密集程度一定時，分子的平均動能越大，分子碰撞器壁時對器壁產(chǎn)生的作用力就越大，氣體的壓強(qiáng)也就越大．(2)分子平均動能一定時，氣體分子越密集，每秒撞擊器壁單位面積的分子就越多，氣體壓強(qiáng)就越大．2．氣體壓強(qiáng)的宏觀決定因素是溫度和體積．三、封閉氣體壓強(qiáng)的計算[要點提煉]1．取等壓面法根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求氣體壓強(qiáng)．例如，圖1中同一液面A、C、D處壓強(qiáng)相等，則pA＝p0＋ph.圖12．力平衡法選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、氣缸)為研究對象進(jìn)行受力分析，由F合＝0列式求氣體壓強(qiáng)．[延伸思考]若容器處于加速運動狀態(tài)時，又該如何計算封閉氣體的壓強(qiáng)呢？答案當(dāng)容器處于加速運動狀態(tài)時，選與封閉氣體接觸的物體如液柱、氣缸或活塞等為研究對象，由牛頓第二定律求出封閉氣體的壓強(qiáng)．一、兩種溫標(biāo)的關(guān)系例1(雙選)關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)，下列說法正確的是()A．熱力學(xué)溫標(biāo)中的每1K與攝氏溫標(biāo)中的每1°C大小相等B．熱力學(xué)溫度升高1K大于攝氏溫度升高1°CC．熱力學(xué)溫度升高1K等于攝氏溫度升高1°CD．某物體的攝氏溫度為10°C，即熱力學(xué)溫度為10K解析熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)盡管是不同標(biāo)準(zhǔn)的計數(shù)方式，但僅是起點不同，熱力學(xué)溫標(biāo)中變化1K與攝氏溫標(biāo)中變化1°C是相同的，故選項A、C正確，選項B錯誤．?dāng)z氏溫度為10°C的物體，其熱力學(xué)溫度為283.15K，選項D錯誤．答案AC二、壓強(qiáng)的微觀意義例2(雙選)封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時，以下說法正確的是()A．氣體的密度增大B．氣體的壓強(qiáng)增大C．氣體分子的平均動能減小D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多解析當(dāng)氣體體積不變時，氣體分子的密集程度不變，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，所以單位時間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁碰撞次數(shù)增多，故氣體的壓強(qiáng)增大，B、D選項正確．答案BD三、封閉氣體壓強(qiáng)的計算例3(單選)如圖2所示，活塞的質(zhì)量為m，缸套的質(zhì)量為M.通過彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體．缸套和活塞間無摩擦，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.則封閉氣體的壓強(qiáng)為()圖2A．p＝p0＋mg/SB．p＝p0＋(M＋m)g/SC．p＝p0－Mg/SD．p＝mg/S解析對氣缸缸套進(jìn)行受力分析，如圖所示．由平衡條件可得：p0S＝Mg＋pS所以p＝p0－eq\f(Mg,S)故C正確．答案C例4求圖3中被封閉氣體A的壓強(qiáng)．其中(1)、(2)、(3)圖中的玻璃管內(nèi)都灌有水銀，(4)圖中的小玻璃管浸沒在水中．大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10m/s2，ρ水＝1×103kg/m圖3解析(1)pA＝p0－ph＝76cmHg－10cmHg＝66cmHg(2)pA＝p0－ph＝76cmHg－10sin30°cmHg＝71cmHg(3)pB＝p0＋ph2＝76cmHg＋10cmHg＝86cmHgpA＝pB－ph1＝86cmHg－5cmHg＝81cmHg(4)pA＝p0＋ρ水gh＝1.01×105Pa＋1×103×10×1.2Pa＝1.13×105Pa答案(1)66cmHg(2)71cmHg(3)81cmHg(4)1.13×105Paeq\x(氣體狀態(tài)參量)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(體積\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(等于容器的容積,單位1m3＝103L＝106mL)),溫度\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(攝氏溫標(biāo),熱力學(xué)溫標(biāo)))關(guān)系：T＝t＋273.15K,壓強(qiáng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(微觀決定因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氣體分子的平均動能,氣體分子的密集程度)),封閉氣體壓強(qiáng)的計算))))1．(描述氣體的狀態(tài)參量)(單選)描述氣體的狀態(tài)參量是指()A．質(zhì)量、溫度、密度B．溫度、體積、壓強(qiáng)C．質(zhì)量、壓強(qiáng)、溫度D．密度、壓強(qiáng)、溫度答案B解析氣體的狀態(tài)參量是指溫度、壓強(qiáng)和體積，B對．2．(兩種溫標(biāo)的關(guān)系)(雙選)關(guān)于熱力學(xué)溫度與攝氏溫度，下列說法正確的是()A．?dāng)z氏溫度和熱力學(xué)溫度都不能取負(fù)值B．溫度由t(°C)升到2t(°C)時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T(K)升到2T(K)C．－33°C＝240.15KD．?dāng)z氏溫度變化1°C，也就是熱力學(xué)溫度變化1K答案CD解析由熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系T＝t＋273.15K知，C正確；攝氏溫度與熱力學(xué)溫度在表示溫度的變化時，變化的數(shù)值是相同的，故D正確．3．(壓強(qiáng)的微觀意義)(單選)一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，體積增大，則()A．氣體分子的平均動能增大B．氣體分子的平均動能減小C．氣體分子的平均動能不變D．條件不足，無法判定氣體分子平均動能的變化情況答案A解析一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，體積增大，則說明氣體的分子密度變小，要使壓強(qiáng)不變化，則氣體分子的平均動能一定增大，故選項A正確．4．(封閉氣體壓強(qiáng)的計算)(單選)如圖4所示，一圓筒形氣缸靜置于地面上，氣缸的質(zhì)量為M，活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m，氣缸內(nèi)部的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提，不計氣缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及活塞與氣缸壁間的摩擦，若氣缸剛提離地面時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，手對活塞手柄豎直向上的作用力為F，則()圖4A